• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Jordbävningsvetenskap kunde ha förutspått Nordkoreas kärnkraftsnedgång

    Upphovsman:Jeon Heon-Kyun/EPA

    Bara dagar efter att Nordkorea meddelade att det avbryter sitt testprogram, forskare avslöjade att landets underjordiska kärnkraftstestplats delvis hade kollapsat. Denna bedömning baserades på data som samlats in från mindre jordbävningar som följde Nordkoreas största kärnvapenprov 2017. En ny studie publicerad i Science har nu bekräftat kollapsen med hjälp av satellitradaravbildning.

    Kollapsen kan ha spelat en roll för Nordkoreas politiska förändring. Om det är korrekt, och i efterhand av denna forskning, vi kanske har spekulerat i att nordkoreanerna skulle vilja göra ett sådant erbjudande om fred. Detta visar hur vetenskaplig analys som normalt är reserverad för att studera naturliga jordbävningar kan vara ett kraftfullt verktyg för att dechiffrera politiska beslut och förutsäga framtida politik över hela världen.

    Faktiskt, en annan ovanlig jordbävning i Sydkorea 2017 kan också påverka geopolitiken, denna gång genom att ändra energipolitiken. "Seismisk förändring" kan vara en klyscha som ofta används av journalister och beslutsfattare för att beskriva förändrade politiska landskap, men dessa senaste jordbävningar längs den koreanska halvön påminner oss om att det verkligen kan finnas autentiska kopplingar mellan seismiska händelser och globala angelägenheter.

    Den 3 november 2017, Nordkorea meddelade att man framgångsrikt testat en termonukleär vätebomb. Globala övervakningsnätverk från Comprehensive Test Ban Treaty Organization (CTBTO) upptäckte denna explosion inom några minuter efter att det skedde, klassificerar det som en seismisk händelse i magnitud 6. Vi visste att denna händelse orsakades av en explosion eftersom alla de snabbast resande seismiska vågorna ("P-vågorna") som upptäcktes på seismometerinstrument runt om i världen fick marken att initialt röra sig i en uppåtgående rörelse. Energin som släpptes från testet motsvarade upp till 300 kiloton TNT -sprängämne.

    Medan detta H-bombtest skickade diplomatiska rysningar runt om i världen, det är vad som hände i minuter till veckor efter explosionen som kan ha bestämt framtiden för kärnvapenprovning på den koreanska halvön. De senaste studierna avslöjade mekanismen för en efterskalv av storleken 4,5 som inträffade åtta minuter efter den första explosionen. Analys av långsamma resor, rullande seismiska vågor från denna händelse, tillsammans med en 50 centimeter nedgång från toppen av berget ovan inspelad med satellitbilder, avslöjade storskalig kollaps av testplatsen och intilliggande tunnelsystem.

    Mount Mantap är Nordkoreas enda aktiva kärnkraftstest, värd för landets alla kärnvapenprov sedan landet gick i kärnkraft 2006. Med tanke på de vetenskapliga bevisen för kollapsen, testplatsen, ligger 450 meter under toppen av berget, kan ha blivit oanvändbar. Om så är fallet, detta kan ha bidragit till Nordkoreas beslut att ge upp kärnvapenprov, istället för att det enbart beror på USA:s diplomatiska insatser, Sydkorea och Kina.

    Två veckor efter Nordkoreas kärnvapenprov, en orelaterad jordbävning av storleksordningen 5,4 drabbade Sydkorea, den mest skadliga i landet sedan detaljerade register började i början av 1900 -talet. Jordbävningen inträffade nära en plats som testar möjligheten att utvinna naturlig geotermisk energi från marken. Kallt vatten injiceras i marken vid höga tryck för att stimulera rörelsen av heta geotermiska vätskor längs redan befintliga sprickor i berget. Denna process skiljer sig subtilt från hydraulisk sprickbildning för olja och gas (kallas vanligen "fracking"), vilket innebär att man skapar nya frakturer.

    Två oberoende studier publicerade i Science använde detaljerade seismiska mätningar av denna jordbävning och dess efterskalvssekvens för att visa att brottet inträffade på ett grunt djup på cirka fyra kilometer. Detta är normalt för grunt för naturliga jordbävningar men handlar om djupet av botten av den geotermiska brunnen. Som med de seismiska händelserna i Nordkorea, dessa händelser innebar inte enkel glidning längs en enda, rakt geologiskt fel.

    Även om Sydkorea långt ifrån är en aktiv tektonisk plattgräns, jordbävningen visar hur gamla fel som verkar vilande under långa perioder faktiskt ligger nära att misslyckas. Små knuffar av dessa fel kan få dem att glida och släppa ut seismisk energi, och att injicera vätskor med höga hastigheter i jordskorpan kan göra just detta.

    Ödet bestäms av jordbävningar

    Händelser av liknande storlek har inträffat under de senaste åren i Oklahoma, USA, från injektion av avloppsvatten från olje- och gasproduktion. Varje storskalig process som orsakar förändringar i vätsketryck i marken, till och med lagra vatten i ytbehållare, har potential att framkalla jordbävningar.

    Ödet för dessa industrier som utvinner energi från marken är avgörande för att avgöra om vi uppfyller våra mål för att minska utsläppen av växthusgaser. Om en så stor jordbävning är en inneboende risk, vi kanske måste tänka om användningen av geotermisk energi och förlita oss på traditionella, energikällor med högre utsläpp längre. Lika, olje- och gasindustrin kan behöva tänka om sina mer okonventionella tekniker, beroende på den lokala geologiska inställningen för vissa extraktionsplatser, vilket kan påskynda minskningen av fossila bränslen. Att förstå den seismiska aktivitet som är relaterad till dem kan hjälpa oss att avgöra om sådan extraktion kan utföras säkert, och i sin tur, det folkliga och politiska stöd de kan ha.

    På dessa sätt, detaljerad analys av små seismiska vibrationer runt om i världen kan ge avgörande bevis för att förstå hur världen kommer att förändras i framtiden. Och det är ovanpå värdet av att studera konstgjorda jordbävningar för att bättre förstå-och potentiellt mildra-riskerna med naturliga skalv.

    Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.




    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com